Rengassarjan tekemiseen on paljon enemmän kuin uskotkaan

"Useimmat ihmiset pitävät autojensa renkaita itsestäänselvyytenä", sanoi Jay Jakupca. "Ostat niitä, käytät niitä, joko pidät niistä tai et. Ne pitävät ääntä tai eivät, mistä tahansa syystä. Tiedämme, että siinä on teräshihnoja, ja tiedämme, että päällä on kumia ja siinä on kulutuspintakuvio. Mutta sitä lukuun ottamatta meillä ei ole tapana tietää paljon tai sukeltaa siihen."

Jakupca tietää enemmän; hän on off-road Rengas suunnittelija BFGoodrichille. Kun Digital Trends -tiimi huomasi, että emme todellakaan tiedä läheskään tarpeeksi renkaista, soitimme Jakupcalle ja hänen tiellä työskentelevälle kollegalleen BFGoodrichiin nähdäksemme, voisimmeko saada vihjeen.

Renkaiden valmistaminen on melko monimutkaista

Kun sitä ajattelee, tavallinen rengas on hämmästyttävä työ. Se on tarpeeksi pehmeä, jotta voit jättää siihen jäljen kynnelläsi, mutta se kestää 20 000 - 50 000 mailia autossasi. Keskimääräisen renkaan käyttöiän aikana se saattaa joutua toimimaan pakkasessa lumimyrskyssä tai yli 150 asteen lämpötiloina kuumana kesäpäivänä. Se pyörii kivien, reunakivien, kuoppien ja pahempien yli, ja se jatkaa. Selviytyäkseen renkaan on oltava tarpeeksi kova iskun kestämiseksi ja riittävän joustava palatakseen takaisin miljoonia kertoja.

Tämä sitkeys on sisäänrakennettu, kun a Rengas on tehty. Se alkaa kaksoisrenkailla, jotka tiivistävät renkaan vanteeseen. Jokainen rengas on rakennettu näiden kahden jäykän lankarenkaan ympärille. Nailonilla, polyesterillä, kevlarilla tai muilla materiaaleilla vahvistetut kumikerrokset muodostavat ensin renkaanvalmistajien rungon. Sitten kumipäällysteiset kerrokset joustavaa teräslankaa kerrostetaan ulkopuolelle. Jokainen kerros kiinnitetään liimalla. Lopuksi kulutuspinnan ja sivuseinän muodostava pehmeä kumi levitetään ja liimataan paikoilleen.

Kun "vihreä" rengas on valmistettu, se menee muottiin kovettumista varten. Muotin sisäpinnalla on kulutuspinnan kuviointi, ja rengas kuumennetaan ja paineistetaan muottiin. Tämä toiminta muodostaa kulutuspinnan yhdessä sivuseinien kohotetun tekstin kanssa. Kun rengas tulee ulos muotista, se on valmis testattavaksi ja lähetettäväksi.

Siinä on tietysti muutakin. Kumiseokset eroavat dramaattisesti talvirenkaiden, korkean suorituskyvyn renkaiden, kuorma-autojen ja raskaiden renkaiden välillä varusterenkaat ja alhaisen vierintävastuksen omaavat renkaat, joita käytetään monissa hybrideissä ja sähköautoissa energian parantamiseksi tehokkuutta. Kaikkien rengasvalmistajien käyttämä kumiseos on tarkoin varjeltu salaisuus; he eivät edes keskustele ainesosista, saati kaavasta.

"Se on erittäin monimutkainen ja pitkä prosessi", Jakupca sanoi. ”Käymme läpi monia, monia yhdisteitä, koska erilaiset yhdisteet antavat sinulle pari prosenttia märkäpitoa tai ne voivat parantaa käsiteltävyyttäsi kaksi prosenttia. Se ei ehkä vaikuta paljolta, mutta yhdiste on erittäin tärkeä. Et halua käyttää kesäseosta talvirenkaaseen."

Renkaiden suunnittelu on erittäin monimutkaista

Kun olet itse asiassa valmistamassa renkaita, kova työ on jo tehty. Tarkastellaksemme suunnitteluprosessia lähemmin otimme yhteyttä Kevin Reimiin, B.F. Goodrich On-Road Productsin maailmanlaajuiseen tuotekategorian johtajaan.

"Yhdistelmä, kulutuspinnan suunnittelu ja arkkitehtuuri, kaikki mikä todistetaan kilpakokemuksemme kautta ja auttaa meitä kehityksessä", Reim julisti. ”Mutta teemme myös perinteisen kehitysprosessimme, jossa luomme konsepteja, mallintamme niitä tietokonejärjestelmissämme ja sitten testaamalla niitä, itse asiassa simuloimalla niitä tietokoneessamme järjestelmät."

Tietokonesimuloinnin ansiosta Jakupcan ja Reimin kaltaiset insinöörit voivat työskennellä niin monta mahdollista suunnittelua kuin tarvitaan ennen kuin heidän on sitouduttava prototyyppiin. Ensimmäinen askel uuden renkaan suunnittelussa on kysyä kysymyksiä.

"Mihin erityisesti pyrimme?" Jakupca kysyi. ”Esimerkiksi jos sanot haluavasi parhaan mutavedon. No, kompromissi on tulossa. Usein saatat joutua uhraamaan melua tai kulumista. Esimerkiksi BFGoodrich KM3 -maastorenkaamme on rakennettu kiipeämään, rakennettu valloittamaan. Meillä on siis oltava muta- ja kivipito, ja meillä on myös oltava tämä erittäin vankka sivuseinä.

"Teemme paljon markkinoilta kuluttajille -tutkimusta", Reim sanoi, "ja otamme paljon palautetta kuluttajilta. Esitämme kuluttajien tarpeet sekä markkinoiden tarpeet ja kaikki viranomaisvaatimukset yhdessä hyvin erityisessä tuotespesifikaatiossa sekä tärkeimmät suorituskykytavoitteet ja muut tekniset tiedot.”

Kun insinöörit tietävät mitä haluavat, he käyttävät kehittynyttä virtuaalista testausmallia.

"Meillä on simulaatioita pitoa ja erilaisia ​​​​elementtejä, kuten märkää jalkakäytävää varten", Reim kertoi Digital Trendsille. "Meillä on joitain vesiliirron simulaatioita, joita suoritamme. Kaikki nämä asiat auttavat kehittämään ja todistamaan konseptiamme. Kun uskomme saavamme ihanteellisen yhdistelmän, rakennamme prototyyppimuunnelmamme. Kyse on todellakin siitä, että yritämme järjen rajoissa niin monia ideoita kuin pystymme sen jälkeen, kun olemme simuloineet haluamamme. Sitten se rengas menee testaukseen."

Tosimaailman testaus

Uuden renkaan suunnittelun testaus on menetelmällistä, toistettavaa ja tietopohjaista.

"Kun menemme testaukseen, meillä on useita prototyyppirenkaiden muunnelmia", Reim selitti. "Sitten menemme testilaitokseemme Etelä-Carolinaan. Meillä on siellä useita raitoja ja useita ajoneuvoja. Koko pointti on, että yritämme simuloida tai toistaa olosuhteita, joissa näitä renkaita käytetään, ja vielä äärimmäisissä olosuhteissa."

Ajoharrastajalle rengastestikuljettaja voi olla paras ura.

"Testikuljettajamme ovat erittäin hyvin koulutettuja ja kokeneita havaitsemaan vivahteita näiden tuotteiden välillä ja antamaan meille palautetta erilaisista pyytämiämme testauksista", Reim sanoi. ”Testaukseen sisältyy tyypillisesti tavallista märällä ja kuivalla jarrutuksella, melulla ja mukavuudella. Mutta teemme paljon autocrossia märällä ja kuivalla. Joten testaajille maksetaan autocrossista. Ilmoittaudu mukaan!

Ihmisten testauksen lisäksi käytössä on automaattinen konetestaus.

"Se on hyvin objektiivista", Reim totesi. ”Konetestaus on enemmän kestävyyttä ja kestävyyttä varten. Keräämme kaikki nämä tiedot ja murskaamme sen tehdäksemme päätöksiä seuraavasta askeleestamme tuotekehityssyklissä. Käytämme yleensä useita konseptien luomisen kierroksia prototyyppien luomiseen ja testaukseen, ennen kuin saavutamme markkinoiden parhaan tuotteen. Joten jokaiseen uuteen tuotteeseen menee paljon.”

Lopullinen testi on tosielämää

Jakupcan tehtävänä on tehdä maasto renkaat, jotka valloittavat maailman kovimmat kilpailut, kuten Baja 1000. BFGoodrich-renkailla ajavat kuljettajat ovat voittaneet Bajan kokonaiskilpailun 30 kertaa. Vuonna 2018 kahdeksan Baja 1000:n kymmenen parhaan kuljettajan joukosta kilpaili BFGoodrich-renkailla. Tuo kilpailu nähdään äärimmäisenä testinä.

"Saimme osan tiedoista 2016 Bajasta", Jakupca sanoi. "Tämä tieto oli meille kriittistä, jotta voimme tarkastella, mitä oli viritettävä. Maastonäkökulmasta katsottuna Baja antoi meille KM3:ssa tarvittavan itseluottamuksen.

"Olemme suorituskykybrändi", Reim vaati. ”Toimimme tuotteita, jotka todella palvelevat suorituskyvyn hakijoita. Ihmiset, jotka todella arvostavat suorituskykyä, jonka he voivat saada ajoneuvoista, ja tietysti komponentteja, jotka sopivat näihin ajoneuvoihin. Olemme siis mukana useissa moottoriurheilun paikoissa tieliikenteen kehittämiseksi. Olipa kyse runkorakenteesta tai kulutuspinnan yhdistelmästä tai jopa kulutuspinnan suunnittelusta, se antaa meille tietotaidon, jota tarvitaan enemmän massamarkkinoiden tuotteiden valmistamiseen."

Seuraava haaste

Autot, kuorma-autot ja katumaasturit saavat jatkuvasti lisää vääntöä ja hevosvoimaa, mikä asettaa jatkuvasti kasvavaa kysyntää rengasvalmistajille, kuten Jakupcalle ja Reimille. Lisäksi se ei johdu vain siitä, että vääntömomenttia ja nopeutta on enemmän; se on milloin ja miten vääntömomenttia käytetään.

"Sähköjärjestelmissä vääntömomentti alkaa mennä katon läpi, ja odotamme sen jatkuvan samalla tavalla", Reim kertoi Digital Trendsille. "Joten siellä ymmärrämme, mihin tuotteemme on mentävä. Meidän on kehitettävä kulutuspintamalleja, jotka ovat jäykempiä, jotta voimme käsitellä tätä vääntömomenttia.

Kun ymmärrät renkaihisi tehtävän työn, on vaikea pitää niitä itsestäänselvyytenä. Pidä tämä mielessä, kun seuraavan kerran olet ajamassa kiven tai kuopan yli.